一種聚乳酸纖維絲束濾棒成型裝置的製作方法
2023-10-11 06:38:04 1
本發明屬於捲菸濾棒技術領域，具體涉及一種聚乳酸纖維絲束濾棒成型裝置。
背景技術：
聚乳酸(poly lactic acid,PLA)是一種新型環保材料，具有良好的循環再生性和生物降解性，具有以下特點：(1)以可再生的植物資源(如玉米、小麥、甜菜、大米、土豆、山芋等)以及有機廢棄物(玉米芯或其它農作物的根、莖、葉、皮等)為原料，擺脫了對木材和石油資源的依賴，符合可持續發展的要求；(2)能夠完全生物降解，在自然環境中經過一定時間會自然分解為水和二氧化碳，不造成環境汙染，產生的二氧化碳通過植物光合作用得到重新利用，成為一個永恆的、封閉的碳循環系統，是名副其實的「綠色材料」；(3)與滌綸、錦綸、腈綸三大合成纖維相比，生產聚乳酸纖維絲束的能源消耗較低，是一種相對低資源環境負荷的高分子材料；(4)具有良好的加工性能，可採用一般熱塑性樹脂的熔融紡絲方法生產絲束。
聚乳酸是由可再生植物資源中的澱粉發酵製取乳酸，而後經化學合成製備成高分子材料。PLA是以生物質資源為原料的生物高分子，擺脫了傳統高分子材料對石油資源的依賴；生產製造過程造成的環境負荷小；具有良好的可堆肥性、生物降解性，降解產生的二氧化碳和水可以返回自然界，重新進入到植物的光合作用過程，從而使地球上的碳循環維持平衡，符合可持續發展的要求；PLA是繼聚羥基乙酸(PGA)之後第二類經美國食品和藥物管理局(FDA)批准，可用於人體的可降解聚合物材料，在人體內代謝的最終產物是二氧化碳和水，中間產物乳酸也是體內正常代謝的產物，對人體不會造成任何危害。因此，PLA是一種環境友好、可再生循環的低碳材料，同時還是一種對人體完全安全的材料。
目前，聚乳酸纖維已經被開發出用於服裝等領域，但是服裝用聚乳酸纖維絲束和煙用聚乳酸絲束在性能要求上存在很大差別，如服裝用聚乳酸纖維絲束必須滿足纖維紡制、編織和織物印染、洗滌、熨燙的要求，必須有很高的結晶度、取向度和機械強度，能耐溫80～100℃，必須在洗滌劑水溶液和乾洗溶劑中不溶解、不溶脹，需要一定的吸溼性，同時對周圍環境中的其它氣體物質吸附越少越好。作為煙用絲束，則需要滿足以下要求：(1)由它卷制而成的濾棒無毒、無味、安全性好；(2)絲束穩定性好，能滿足濾棒成型設備和工藝要求；(3)具有適宜的剛性和捲曲性能，使之具有良好的彈性和開松性，在較少絲束填充量的情況下，通過添加增塑劑或膠黏劑後，濾棒能滿足一定的硬度、吸阻和外觀質量要求，有較高的出棒率；(4)具備足夠的耐熱性，捲菸抽吸過程中，濾嘴不塌陷、變形；(5)對煙氣有害成分具有較高的過濾效率；(6)不影響捲菸感官質量。因此，必須開發專用的聚乳酸絲束紡絲及後處理工藝技術，才能滿足煙用要求。
但是目前成型機都是針對醋酸纖維而設計，由於絲束成型的三醋酸甘油酯施加於醋酸纖維絲束之後，不會產生粘性物質，醋酸纖維絲束可以持續穩定運行。然而用聚乳酸纖維絲束絲束的成型時，三醋酸甘油酯會與高結晶聚乳酸纖維絲束產生物理、化學反應，形成少量粘性物質，這些粘性物質會粘結在餵絲輥與壓絲輥上，由於反應速度很快且反應後物質粘度較高，通常50s-70s餵絲輥及壓絲輥便已經不能正常的運轉或無法正常生產出合格的聚乳酸纖維絲束濾棒，且目前市場上也沒有針對PLA製備濾棒絲束的專用設備。
技術實現要素：
針對以上問題，本發明通過技術創新，在沒有大規模增加成本的情況下，對已有的用於醋酸纖維絲束的成型機進行改造，以保證原有的成型機對聚乳酸纖維絲束的持續穩定的加工生產，且能使加工後的聚乳酸纖維絲束達到捲菸濾棒的要求，同時又能保證該改造好後的設備又能較方便地切換為用於醋酸纖維絲束的加工。
本發明公開一種聚乳酸纖維絲束濾棒成型裝置，包括：圓柱形的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4；所述餵絲輥2和壓絲輥3的外表面為一層與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層，所述導絲喇叭嘴4的內表面為一層與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層。
優選地，所述餵絲輥2和壓絲輥3的外表面與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層為由沿圓筒徑向切開的兩個半圓筒緊密扣裝在一起的圓筒層，所述圓筒層的內徑等於所述餵絲輥2和壓絲輥3的外徑。
優選地，所述導絲喇叭嘴4內表面的與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層為一中空圓錐體狀層，且與導絲喇叭嘴4的內表面緊密粘結。
優選地，所述與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層為陶瓷材料層或聚四氟乙烯層。
優選地，所述餵絲輥2和壓絲輥3整體由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料構成。
優選地，所述導絲喇叭嘴4整體由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料構成。
本發明的有益效果：
1、本發明通過技術創新，在沒有大規模增加成本的情況下，對已有的用於醋酸纖維絲束的成型機進行改造，保證原有的成型機對聚乳酸纖維絲束的持續穩定的加工生產，且能使加工後的聚乳酸纖維絲束達到捲菸濾棒的要求，同時又能保證該改造好後的設備又能較方便地切換為用於醋酸纖維絲束的加工。
2、本發明的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4的與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層可以不是一個整體，當成型設備用於聚乳酸纖維絲束加工時，該光滑層的圓筒層可以套在所述餵絲輥2和壓絲輥3的外表面，與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層的中空圓錐體狀層套進導絲喇叭嘴4中；當成型設備用於醋酸纖維絲束加工時，可以把所述的該光滑層的圓筒層取下以應用於醋酸纖維絲束的加工。該設置非常方便，不需要對已有的用於醋酸纖維絲束的成型機進行改造，成本較低。
3、本發明的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4也可以整體由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料構成，這樣餵絲輥2和壓絲輥3的外表面和導絲喇叭嘴4的內表面自然就是與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層。因此聚乳酸纖維絲束和醋酸纖維絲束可以在同一個成型機上進行加工，需要加工聚乳酸纖維絲束時，只需要提前把餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4進行更換即可。方便可行，成本較低。
4、另外在餵絲輥和壓絲輥外部設計有刮刀5，刮刀5的長度與輥的長度相同，用於醋酸纖維絲束加工時，當餵絲輥或壓絲輥上形成有粘性物質時，可以將其刮去，徹底避免在餵絲輥或壓絲輥上粘結粘性物質。當用於聚乳酸絲束加工時，由於採用與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層，餵絲輥2、壓絲輥3表面不會與粘連，但在加工過程中，可能有聚乳酸絲束的斷絲纏繞在餵絲輥或壓絲輥上，這時用刮刀5可以把纏繞在餵絲輥或壓絲輥上聚乳酸絲束的斷絲刮掉，以利於聚乳酸絲束的順利、高效的加工。但由於聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層為陶瓷或聚四氟乙烯層，因此刮刀5要改為不能對光滑層損壞的材料製成，如硬質塑料等。
附圖說明
圖1為本發明的聚乳酸絲束成型示意圖；
圖2為本發明的餵絲輥和壓絲輥的光滑層套筒示意圖；
圖3為本發明的餵絲輥和壓絲輥的光滑層套筒沿圓筒徑向切開的半圓筒示意圖；
圖4為本發明的導絲喇叭嘴示意圖；
附圖標記為：1-聚乳酸纖維；2-餵絲輥；3-壓絲輥；4-導絲喇叭嘴；5-刮刀
具體實施方式
實施例1
當餵絲輥2和壓絲輥3的表面與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層不是一個整體時，把由沿圓筒徑向切開的兩個半圓筒圖3緊密扣裝在餵絲輥2和壓絲輥3的表面，形成圓筒層，調整餵絲輥2和壓絲輥3的表面的間隙，這時可以把成型設備用於聚乳酸纖維絲束加工，加工出的聚乳酸纖維絲束通過內有光滑層的導絲喇叭嘴抽出；取下兩個半圓筒圖3，調整餵絲輥2和壓絲輥3的表面的間隙，這時可以把成型設備用於醋酸纖維絲束的加工，導絲喇叭嘴使用普通的即可。
實施例2
當餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4與聚乳酸纖維絲束不粘結的光滑層是一個整體時，把成型設備上的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4更換成由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料製成的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4，調整餵絲輥2和壓絲輥3的表面的間隙，這時可以把成型設備用於聚乳酸纖維絲束加工；當成型設備用於醋酸纖維絲束的加工時，把由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料製成的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4更換為普通的餵絲輥2、壓絲輥3和導絲喇叭嘴4，調整餵絲輥2和壓絲輥3的表面的間隙，即可以對醋酸纖維絲束進行加工。